關于計算思維的冷思考及探討

摘? 要 對計算思維的定義及相關問題進行探討。計算思維是信息技術領域一個新的關鍵詞，在《普通高中信息技術課程標準（2017版）》中把計算思維稱為信息技術學科核心素養四大核心要素之一。

關鍵詞 計算思維;程序設計思想;信息技術;核心素養;信息素養

中圖分類號：G434? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）21-0091-03

1 前言

計算思維是信息技術領域一個新的關鍵詞。在《普通高中信息技術課程標準（2017版）》（以下簡稱《標準》）中對信息技術學科核心素養的定義為：“學科核心素養是學科育人價值的集中體現，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力。高中信息技術學科核心素養由信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任四個核心要素組成。它們是高中學生在接受信息技術教育過程中逐步形成的信息技術知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀的綜合表現。四個核心要素互相支持，互相滲透，共同促進學生信息素養的提升。”[1]可見，計算思維是信息技術學科核心素養四大核心要素之一。本文對計算思維的定義及相關問題進行探討，試指出其中的存在問題，具體問題分析如下。

2 計算思維概念的科學性分析

計算思維的提出，最早可追溯到美國麻省理工學院（MIT）的西蒙·帕佩特（Seymour Papert）教授，后經美國卡內基·梅隆大學周以真教授的系統闡述和推廣，計算思維走上快速發展的軌道。現在對計算思維概念的科學性進行分析。

1）將Computational Thinking翻譯為計算思維恰當嗎？2006年3月，美國卡內基·梅隆大學計算機科學系主任周以真（Jeannette M. Wing）教授在美國計算機權威雜志，ACM會刊Communications of the ACM上給出計算思維（Computational Thinking，CT）的定義：計算思維是運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動[2]。由此可見，中文的計算思維其實是英語Computational Thin-

king的翻譯，這樣的翻譯恰當嗎？

先看看其中關鍵的詞匯Computational的中文翻譯。運用Casio電子詞典查Computational一詞，《牛津高階英漢雙解》（第8版）詞典顯示的詞義為“使用計算機的，與計算機有關的”。可見，在《牛津高階英漢雙解》（第8版）中，這個詞的詞義都與使用計算機有關，并沒有脫離計算機的“計算的”這樣的詞義。查《英漢大詞典》（第二版），結果為“計算的，計算機的”。綜合多種英語詞典可見，Computational是一個多義詞，共有“使用計算機的”“與計算機有關的”“計算的”“計算機的”等詞義，因此，與Computational各種詞義相匹配的Computational Thinking可以翻譯為計算機思維和計算思維等，究竟哪種翻譯的方法比較恰當，就必須看看這個概念的定義所指向的具體內容。從定義中可以看到，這是“運用計算機科學的基礎概念進行問題求解、系統設計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動”，因此，這種思維其實都是與計算機相關的，在充分考慮Computational

Thinking原概念內涵的情況下，將其翻譯為計算思維似有不妥，而將其翻譯為計算機思維似乎更加準確。

2）原中文計算思維的詞義與Computational Thinking原定義井水不犯河水，根本無法找到互通的契合點。先來看看“計算”的詞義：“計算，①[動]運用數學方法根據已知數把未知數求出來：～成本|～產量。②[動]打算;籌劃：咱們先～一下，看看這件事做后會產生什么后果。③[動]算計;暗中謀劃害人：遇事要多考慮考慮，免得被別人～。”[3]因此，從詞義上講，計算思維就是運用數學方法根據已知數求解未知數的思維過程，隸屬于數學王國。

由此可見，原中文計算思維的詞義與Computational Thinking原定義毫不相干，但通過翻譯家的創意翻譯，為這兩個本來互不相干的概念架上一座聯通的橋梁，使計算思維插上了計算機騰飛的翅膀，遨游在信息技術廣闊的天地中。所以，將Computational Thinking翻譯為計算思維，有曲解原計算思維詞義的嫌疑。

3）計算思維的本質上是什么？先來看看部分近期出版的計算思維方面的書籍。《計算思維：計算學科導論》（唐培和、徐奕奕著，電子工業出版社，2015年4月）、《計算思維的結構》（董榮勝著，人民郵電出版社，2017年7月）等，從目錄可以看到，這些書籍本質上都是介紹關于計算機算法方面的知識，類似于程序設計思想方法的書籍，如《程序設計基礎：思想與方法》（普通高等教育“十二五”應用型本科規劃教材·計算機系列，馮俊編著，中國人民大學出版社，2014年8月）和《程序設計基礎》（第4版）（清華大學計算機系列教材，吳文虎、徐明星、鄔曉鈞著，清華大學出版社，2017年2月）等。因此，計算思維相關的課程本質上就是程序設計思想方法或程序設計基礎類的課程，這是在國內高等學校計算機專業早已開設的課程，所謂計算思維課程從其課程的結構與內容來看，其實并未超越這一范疇。

由此可見，將Computational Thinking翻譯為計算思維其實并不恰當，翻譯為計算機思維才更加準確，這與程序設計思想的內涵基本一致。

3 計算思維的定義分析

《標準》中對計算思維的定義為：“計算思維是指個體運用計算機科學領域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產生的一系列思維活動。具備計算思維的學生，在信息活動中能夠采用計算機可以處理的方式界定問題、抽象特征、建立結構模型、合理組織數據;通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案;總結利用計算機問題的過程與方法，并遷移到與之相關的其他問題解決中。”[1]在這個定義中，“計算思維是指個體運用計算機科學領域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產生的一系列思維活動”是計算思維的核心內涵。然而，筆者認為，在普通高中學生中提出以上計算思維的概念，執行起來有難度，主要存在三個問題。

1）學生對計算思維的理解可能出現偏差。如果從字面去理解，高中學生可能將計算思維簡單地等同于數學中的計算思維，這是容易產生的錯誤的理解方法。顯然，這種理解方法與現行計算思維的定義有較大偏差。

2）現行高中學生要從嚴格的定義上去理解計算思維有一定的難度。在計算思維的定義中，有個關鍵的概念“計算機科學領域”，這是一個專業性較強且內涵較為豐富的概念。計算機科學領域（Areas of computer science）包括理論和應用計算機科學二大領域，其中理論計算機科學的分支有計算理論，信息和編碼理論，算法和數據結構，程序語言理論，形式方法，并發、平行和分布系統，數據庫和信息恢復[4]。對于高中學生來說，以上計算機科學領域定義的各個方面，多數可能都是比較陌生的，要理解其中的內涵恐怕難上加難。因此，高中學生要理解建立在這個定義之上的計算思維的定義會有一定的難度。

3）學生難以達到計算思維的要求。作為信息技術學科核心素養四大核心要素之一的計算思維，這個定義切合學生實際嗎？學生能達到計算思維的要求嗎？在計算思維的定義中，“計算思維是指個體運用計算機科學領域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產生的一系列思維活動”，要達到這一定義的要求，前提條件是學生必須學習計算思維相關課程，具備計算思維相關的能力。而根據目前高中必修課程的內容，筆者認為，高中學生通過信息技術課程的學習，都難以達到計算思維定義所要求的深度和廣度，也就難以達到這個要求。而對于大學計算機專業學習了計算思維相關課程之后，提出要求學生具備計算思維能力，比較切合學生的實際。

4 《標準》的要求必須切合學生實際，概念必須準確

既然課程標準是國家課程的基本綱領性文件，那么《標準》中的概念就必須準確，所提出的要求必須切合學生實際，學生能理解并融會貫通，這樣的《標準》實施時才有現實意義。由以上分析可以看到，將Computational Thinking翻譯為計算思維似有不妥，然而這種翻譯流傳至今已有十多年時間，人們卻沒有對這一翻譯提出質疑。顯然，《標準》制定者是通過參考文獻引用了這一概念的，因此，這一概念翻譯錯誤的責任不在《標準》的制定者。但作為《標準》的制定者，是這一領域的專家，有義務保證《標準》中所使用的每一個概念的科學性，所以在制定《標準》時必須對《標準》中所采用的每一個概念的名稱以及內涵進行深入分析，確保其準確性和科學性。

另一方面，計算思維的要求不切合學生的實際，因此在學科核心素養中融入計算思維作為其四大核心素養之一，有待商榷。

5 在《標準》中用程序設計思想代替現行的計算思維，更切合學生實際

根據以上分析，在信息技術學科核心素養中提出計算思維不切合高中學生的實際，筆者認為用程序設計思想代替計算思維，學生更好理解，更切合實際。

通俗一點兒講，程序設計思想就是運用計算機語言編寫程序解決現實問題的思想方法。通常情況下，要做一項程序設計工作，必須經過分析需求（對現實的問題進行深入分析，弄清楚其中各種相關量之間的關系）→設計算法（通過對現實問題的分析，理清解決問題的思路，規劃好實現程序的主要步驟及算法）→編寫和調試程序（根據上一個步驟的分析，編寫程序完成以上程序設計工作）等三個步驟。對于高中學生來說，通過信息技術課程的學習，具有程序設計思想，并從課程的學習中體驗到程序設計思想在解決現實問題時的重要作用，有助于提高計算機應用能力，對提高綜合素質以及今后人生的發展，都具有極為深刻的現實意義。因此，筆者建議用程序設計思想代替現行的計算思維，更切合學生實際。

6 結語

綜上所述，將Computational Thinking翻譯為計算思維并不恰當，而翻譯為計算機思維，則與程序設計思想比較接近。因此，雖然計算思維有嶄新的外表，但其核心的內容其實并不新穎，本質上就是程序設計思想。對目前的高中學生來說，提出計算思維的理念不切合學生的實際，而使用程序設計思想代替現行的計算思維，更切合學生的實際。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.普通高中信息技術課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]中國高等教育學會，馮俊.程序設計基礎：思想與方法[M].北京：中國人民大學出版社，2014.

[3]《當代漢語詞典》編委會.當代漢語詞典[M].北京：中華書局，2009.

[4]計算機科學領域[DB/OL].https：//baike.baidu.com/item/%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E7%A7%91%E5%AD%A6%E9%A2%86%E5%9F%9F/12650606？fr=Aladdin.作者：江育奇，深圳市寶安區教育信息中心，高級教師，研究方向為教育信息技術（518101）。